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海外動力電池三巨頭:松下、LG、三星

鉅大LARGE  |  點擊量:9660次  |  2019年08月27日  

目前全球鋰電池的主要生產國為中國、日本及韓國。憑借產業優勢和技術積累,松下、LG 化學、三星 SDI 目前仍是鋰電池領域三大巨頭。松下采用高鎳三元路線,封裝以圓柱形為主,其圓柱形電池能量密度世界領先,與特斯拉保持良好的合作關系,是動力電池行業的領導者;LG 化學起步稍晚,電池正極主要是三元 NCM,是海內外公認的軟包龍頭,擁有眾多優質客戶,包括現代、通用、雷諾、日產等,是動力電池行業的后起之秀;三星長期立足消費類鋰電的研發生產,技術積累深厚,發展大容量方形硬殼電池為主。


松下:長期積淀,圓柱形電池領導者


松下電器產業株式會社創建于1918年,于1994年開始研發可充電鋰離子電池。1998 年松下開始量產筆記本電腦專用的圓柱形鋰離子電池,并建成了業內領先的鋰離子電池生產線。2008年11月,松下宣布與三洋電機合并,一躍成為全球最大的鋰電池供應商。隨著新能源汽車的興起,松下動力電池業務營業收入快速增長,2017年動力電池出貨量約為10GWh。


數據來源:真鋰研究 松下官網


2008年,松下與特斯拉首次展開合作,18650鈷酸鋰電池被特斯拉首款車型Roadster 采納。自此,松下與特斯拉一直保持良好的合作關系,成為特斯拉最主要的動力電 池供應商。2014年,松下宣布與特斯拉合資共建超級電池工廠Gigafactory,兩者關 系更進一步。除了特斯拉,松下與大眾、福特等諸多廠商也存在合作關系,其客戶分布在歐美,集中在美國。


松下動力電池正極使用的是高鎳三元材料,電芯封裝以圓柱形為主。圓柱的優點包 括生產工藝成熟,產品良率高,有如18650、21700等統一規格型號,整體成本有優勢。同時,其缺點也比較明顯,圓柱形電池一般采用鋼殼或鋁殼封裝,會比較重, 比能量相對較低。目前,松下絕大部分動力電池供給特斯拉。Model S和Model X使用的是18650圓柱形電池,最新一代18650電池正極采用NCA材料,負極使用硅碳復合材料,單體能量密度可達250Wh/kg。Model 3使用的21700圓柱形電池,單體能量密度提高到300Wh/kg,是目前市面上單體能量密度最高的電池。


LG 化學:揚長避短,打造軟包龍頭企業


LG化學隸屬于韓國三大集團之—LG集團,自1947年成立以來在半個世紀的時間里, LG化學通過不斷的革新和研究開發活動,成長為領導韓國化學工業的韓國最大的綜合化學公司。1998年,LG化學正式開始研發鋰離子電池,憑借自身數十年材料生產 研發經驗,LG化學在開發鋰電池的時候有產業鏈協同的優勢,可以將正負極材料, 隔離膜等方面都有獨到的技術,第一時間導入到它的產品設計中,直接反映到電芯 研發環節擁有獨特的技術。目前,LG化學可以從Cell、模塊、BMS、Pack開發到技術支持,提供與動力電池相關的全部產品組合。過去幾年,LG化學動力電池業務營 業收入逐年增長,2017年動力電池出貨量達到4.5GWh。


LG化學電動動力電池解決方案


數據來源:真鋰研究 LG官網


2009年,LG化學正式進入動力電池市場,與韓國現代起亞合作,首次將鋰電池產品 應用于商用混合動力車。此后,LG化學先后和通用、雷諾、福特、沃爾沃等國際定 將廠商展開合作,成為動力電池主流三大供應廠商之一。


LG化學動力電池主要客戶




在技術上,LG化學正極采用的主要是三元NCM材料,在電池包裝方面,LG化學大 部分采用疊片式軟包設計,是海內外公認的軟包龍頭企業。軟包鋰電池所用的關鍵 材料—正極材料、負極材料及隔膜—與傳統的鋼殼、鋁殼鋰電池之間的區別不大, 最大的不同之處在于軟包裝材料(鋁塑復合膜),這是軟包鋰電池中最關鍵、技術難度最高的材料。軟包電池的包裝材料和結構使其擁有一系列優勢。1)安全性能好,軟 包電池在結構上采用鋁塑膜包裝,發生安全問題時,軟包電池一般會鼓氣裂開,不會爆炸。2)重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%。3)內阻小,軟包電池的內阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電。 4)循環性能好,軟包電池的循環壽命更長,100次循環衰減比鋁殼少4%~7%。5) 設計靈活,外形可變任意形狀,可以更薄,可根據客戶的需求定制,開發新的電芯 型號。軟包電池的不足之處是一致性較差,成本較高,容易發生漏液,技術門檻高。


LG化學疊片式軟包設計


LG化學在韓國、美國、歐洲和中國均設有動力電池工廠。四個動力電池生產基地分 別位于中國南京,韓國吳倉,美國霍蘭德,波蘭弗羅茨瓦夫。LG化學南京工廠是其 繼韓國梧倉工廠、美國霍蘭德工廠之后的全球第三個汽車動力電池生產基地,也將 是LG化學全球最重要的動力電池生產基地。LG化學計劃將汽車動力電池的產能,從 2016年滿足全球5萬輛電動汽車,增加到2020年滿足20萬輛電動汽車,即增長到原 來4倍。而這個計劃的核心,就是南京新能源汽車電池基地。


三星 SDI:后發制人,躋身方形電池龍頭


三星SDI(中國)是指中國三星的顯像管生產部門,由于顯示技術液晶化,目前轉行 生產鋰電池包(battery pack),主要應用于筆記本等移動設備。2000年,三星SDI 開始進軍動力電池領域。2015年5月,三星SDI100%收購Magna Steyr從事電池業務 的子公司MSBS(Magna Steyr Battery Systems GmbH & Co OG),從此三星SDI構 建立起從電池單元、模塊到電池組完整的電動汽車電池業務體系。在全球小型消費鋰電池市場中,三星SDI獨占鰲頭。但在動力電池領域,相比松下和LG化學,三星 SDI無論營業收入還是動力電池出貨量都顯得稍遜一籌。


數據來源:真鋰研究 三星官網


2008年,三星SDI和博世合資成立了動力電池公司SB Limotive。2009年,寶馬推出了純電動汽車Megacity,SB Limotive成為Megacity動力電池供貨商,為三星SDI打開了動力電池市場。2014年7月,三星SDI與寶馬簽訂電動汽車電池擴大供貨及共同開 發新一代電池材料的諒解備忘錄,進一步鞏固了三星SDI與寶馬在動力電池上的伙伴 關系。目前,三星SDI已被選為30多個汽車電氣化項目的核心的電池供應商,并且項目數量在不斷增加。首次安裝三星SDI電池的汽車有Fiat 500e(純電動汽車),寶馬 i3(純電動汽車),寶馬i8(插電式混合動力車)以及許多OEM廠商的其他車型。


三星SDI動力電池主要客戶




與松下、LG化學不同,三星SDI動力電池封裝形式以方形為主,同時積極跟進21700 電池的生產,正極材料主要采用三元NCM和NCA材料。方形硬殼電池能夠生產大容量單體電池。此外,方形電池殼體多為鋁合金、不銹鋼等材料,內部采用卷繞式或 疊片式工藝,對電芯的保護作用優于于鋁塑膜電池(即軟包電池),電芯安全性相對圓 柱型電池也有了較大改善。方形電池的不足之處在與型號太多,工藝難以統一。


三星SDI動力電池工廠主要分布在中國、歐洲和韓國,分別位于韓國蔚山、中國西安 和匈牙利格德,其中韓國蔚山的工廠投產最早,當前主要為寶馬i3和i8提供動力電池。 2014年8月,三星SDI汽車動力電池工廠開工建造,總投資6億美元,2015年10月竣 工投產,每年能為4萬輛以上純電動汽車供應電池,計劃在2020年銷售額突破10億 美元。


通過盤點國際動力電池三巨頭近年來發展歷程,我們不難發現,中國通過吸納國際鋰電企業進入國內市場投資生產,帶動了國內鋰電產業整體升級并強化了市場中心地位,而日韓多年建立的歷史優勢也逐漸被中國電池企業超越,在加上國家大力發展新能源產業的雙重驅動下,勢必會賦予中國鋰電產業更長的發展周期。


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